KERS

KERS (Kinetic Energy Recovery System, engl. für System zur Rückgewinnung kinetischer Energie) ist ein meist elektrisches System zur Energierückgewinnung, das in der Formel 1 ab der Saison 2009 zur Benutzung freigegeben wurde.

Wirkungsweise

Mit der Energierückgewinnung – im Fahrzeugbau wird auch von Rekuperation gesprochen – und Hybridantrieb sollen die Rennwagen laut der FIA und den Automobilherstellern umweltfreundlicher werden.

In der Formel 1 zeichneten sich vor Beginn der Saison 2009 zwei verschiedene Ansätze eines KERS ab.

Elektrische Systeme

In der von den meisten Teams bevorzugten Variante, der elektromotorischen Bremse, wird wie bei manchen Hybridfahrzeugen die beim Bremsen umzuwandelnde kinetische Energie statt in thermische Energie durch einen Generator in elektrische Energie gewandelt und in Akkumulatoren gespeichert. Diese Energie kann danach für eine kurze Zeit einen zusätzlichen Elektromotor betreiben, dessen Leistung sich in Beschleunigungsphasen ergänzend zum Hauptmotor nutzen lässt.

Die speicherbare Energiemenge ist auf 300 Kilojoule und die in einer Runde verwendbare Energie auf 400 Kilojoule begrenzt.^[1] Das genaue Gewicht der Systeme wird nicht veröffentlicht, es wird auf 30 bis 40 Kilogramm geschätzt.

Bei den Fernsehübertragungen der Rennen wird seit Beginn der Saison 2009 bei den mit KERS ausgestatteten Fahrzeugen in der Cockpitgrafik neben Drehzahl und Gangstufe auch die Nutzung des Akkumulators angezeigt.

Weitere Verfahren

Bei der mechanischen Variante wird in einem Vakuumzylinder ein mit bis zu 64.000 U/min rotierendes Schwungradsystem durch den Bremsvorgang beschleunigt und dieses kann zu einem späteren Zeitpunkt die gespeicherte Energie über ein stufenloses Getriebe wieder an die Antriebsachse abgeben. Dieses Verfahren wurde für 2009 von dem Williams-F1-Team verfolgt, kam bei den ersten Rennen aber nicht zum Einsatz. Das gleiche Wirkprinzip wurde in den 1950er-Jahren bereits beim Gyrobus eingesetzt. Von Porsche wird diese Technik im 911 GT3 R Hybrid, der dem FIA-GT3-Reglement entspricht, eingesetzt.

Entwicklung

Erste Entwicklungen zur Energierückgewinnung in der Formel 1 fanden bereits 1996 statt; aus Sicherheitsgründen wurde nach Angaben von Max Mosley die Technik aber nicht zugelassen.

1998 wurde dann erstmals ein elektrisches KERS als ein Konstruktionsmerkmal der McLaren-Mercedes Fahrzeuge in der Formel 1 praktisch eingesetzt. Mika Häkkinen und David Coulthard gewannen damit den Grand Prix von Australien überlegen. Danach wurde das System wieder verboten.

Lange wurde danach in der FIA über eine offizielle Einführung des Systems diskutiert und schließlich für die Saison 2009 vorgesehen. Jedes Team kann eine eigene KERS-Technologie entwickeln und in den Autos verbauen, kann dies aber auch unterlassen.

Im Vorfeld der Saison 2009 wurde viel Entwicklungsarbeit betrieben, wegen der durch die Wirtschaftskrise reduzierten Budgets der Teams und der durch den Einbau entstehenden Gewichtszunahme und Schwerpunktverlagerung der Autos wurde KERS aber bisher nur von den vier Teams McLaren-Mercedes, Ferrari, BMW Sauber F1 und Renault eingesetzt.

Die Entwicklung sollte ursprünglich in drei Schritten erfolgen:^[2]

• Ab der Saison 2009 standen zusätzliche 60 kW (82 PS) für 6,6 Sekunden pro Runde zur Verfügung.^[3]
• Zur Saison 2011 wurden die Leistungsparameter von KERS gegenüber 2009 nicht verändert, um die Kosten in Grenzen zu halten.^[4]
• In der Saison 2013 sollten dann komplett neu entwickelte Motoren in den Rennfahrzeugen zulässig sein, deren Spezifikation jedoch nie festgeschrieben wurde.

Nach nur wenigen Einsätzen mit mangelndem Erfolg verzichteten BMW 2009 im F1.09 und Renault im R29 bis auf weiteres auf den Einsatz eines KERS, da hinsichtlich der möglichen Rundenzeiten die Nachteile wie eine ungünstigere Gewichtsverteilung und erhöhter Kühlbedarf die Vorteile der Zusatzleistung überkompensierten.

Kritik

Nachdem bei Testfahrten im Juli 2008 ein Mechaniker des BMW-Sauber-Teams einen starken Stromschlag vom Fahrzeug bekam, steht das KERS als gefährlich in der Kritik. Die Rennwagen können bei Fehlern im KERS-Steuergerät an der Außenhaut Spannungen bis 20.000 Volt aufweisen.^[5] Außerdem wird die propagierte Umweltfreundlichkeit in Frage gestellt, denn der Treibstoffverbrauch der Wagen geht nicht zurück. Abgesehen davon müssen die Akkupakete nach etwa zwei Rennwochenenden als Sondermüll entsorgt werden.^[6]

Aktuelle Verwendung

In der Saison 2010, also ein Jahr nach der Einführung des Systems, war KERS den Statuten nach weiterhin erlaubt. Allerdings hatten sich die in der FOTA zusammengeschlossenen Teams in einer internen Vereinbarung dazu verpflichtet, kein KERS mehr einzusetzen.^[7] Für die Saison 2011 gelten dann wieder die offiziellen FIA-Statuten, so dass KERS von den Teams eingesetzt werden darf.^[8]

Am 27. März 2010 gab ein Porsche 997 GT3 R Hybrid mit mechanischem KERS bei der VLN Langstreckenmeisterschaft Nürburgring sein Renndebüt.^[9] Beim 24-Stunden-Rennen am Nürburgring schied das Team, nach 22 Stunden in Führung liegend, mit technischem Defekt aus. Die Ölpumpe für die Trockensumpfschmierung des Motors versagte, was zu einem kapitalen Motorschaden führte. Der Porsche 997 GT3 R Hybrid verwendet ein Hybridsystem (KERS) von Williams Hybrid Power (WHP), einem Tochterunternehmen des gleichnamigen Formel-1-Teams.^[10]

Siehe auch

• Nutzbremse

Weblinks

• Regeländerungen auf Formula1.com
• Details zu KERS auf motorsport-total.com
• Funktionszeichnung KERS, formula1.com

Einzelnachweise

1. ↑ 2011 FORMULA ONE TECHNICAL REGULATION, Seite 20, Artikel 5.2, PDF-Datei (2,6 MB), abgerufen 17. September 2011.
2. ↑ Bericht bei sport.de, nicht mehr abrufbar
3. ↑ Bericht auf formula1.com
4. ↑ Alle Infos zum KERS-Comeback 2011, Motorsport-aktuell.com vom 16. Februar 2011, abgerufen am 7. April 2011.
5. ↑ sport.de: KERS: Fluch oder Segen?, nicht mehr abrufbar
6. ↑ sport.de: Rolle rückwärts beim Testverbot, nicht mehr abrufbar
7. ↑ motorsporttotal.com: Kehrt KERS 2011 in die Formel 1 zurück?, 28. Juli 2009
8. ↑ „Entschieden: KERS, Heckflügel, Mindestgewicht“ (Motorsport-Total.com am 13. Juni 2010)
9. ↑ Offizielles Ergebnis 57. ADAC Westfalenfahrt. Abgerufen am 5. Juli 2010. 
10. ↑ Porsche: Hybrid-GT-Wagen mit Williams-Technologie. Abgerufen am 5. Juli 2010.